触摸屏原理1
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触控显示器原理
触控显示器是一种能够感应用户手指触摸操作的显示器,它的工作原理是基于电容触摸技术。
其主要组成部分包括电容屏、驱动芯片和控制电路。
电容屏上覆盖着一层透明的电容传感器层。
当用户触摸屏幕时,手指与电容传感器层之间会形成一个微小的电容。
控制电路会检测到这个电容的变化,然后将触摸信号传送给计算机或其他设备进行处理。
一般来说,电容传感器层由一些导电材料组成,例如导电涂层、ITO(铟锡氧化物)导电薄膜等。
它们形成了一个由许多微小
的电容触点组成的网格。
当用户触摸屏幕时,手指与这些触点之间会建立起电流通路,从而改变了触摸面的电容值。
驱动芯片负责将控制电路发送的指令转化为电信号,用于激励电容屏上的触点。
通过逐行扫描的方式,驱动芯片能够依次激励每一个触点,然后测量其电容值的变化。
这样,它就能够准确地确定用户的触摸位置。
控制电路负责接收驱动芯片传输的数据,并根据这些数据计算用户的触摸位置。
它还可以根据用户不同的手势动作(如滑动、捏合等)来识别并执行相应的命令。
控制电路通常集成在显示器或计算机主板中,以实现触摸功能。
总的来说,触控显示器的原理是利用电容传感器层和驱动芯片的配合,通过检测手指触摸的电容变化来实现触摸位置的识别。
这种技术能够提供更直观、更便捷的人机交互方式,广泛应用于各种电子设备中,如智能手机、平板电脑、可穿戴设备等。
触摸屏实验报告(一)引言:触摸屏作为一种常见的人机交互设备,已经广泛应用于各种电子产品中。
本文将对触摸屏技术的原理、分类、应用以及实验结果进行详细介绍和分析。
概述:触摸屏是一种基于感应和响应原理的人机交互设备,通过用户的触摸操作实现对电子产品的控制。
本文将从触摸屏的工作原理开始,介绍其分类、应用以及在实验中的应用结果。
正文:一、触摸屏的工作原理1. 电容式触摸屏的原理2. 电阻式触摸屏的原理3. 表面声波触摸屏的原理4. 负压传感器触摸屏的原理5. 其他类型触摸屏的原理二、触摸屏的分类1. 按触摸方式分类:电容式触摸屏、电阻式触摸屏、表面声波触摸屏等2. 按触摸点个数分类:单点触摸屏、多点触摸屏3. 按材质分类:玻璃触摸屏、塑胶触摸屏4. 按尺寸分类:小尺寸触摸屏、大尺寸触摸屏5. 按应用场景分类:手机触摸屏、平板电脑触摸屏、工控触摸屏等三、触摸屏的应用1. 智能手机和平板电脑2. 数字广告牌和信息亭3. 工控设备和仪器仪表4. 汽车导航和多媒体娱乐系统5. 其他领域的应用案例四、触摸屏实验设计和结果1. 实验目的和背景2. 实验设备和材料3. 实验步骤和方法4. 实验数据的采集和分析5. 结果和讨论五、总结通过本文的介绍和分析,我们可以了解触摸屏的工作原理、分类以及在不同领域的应用。
同时,通过实验结果的分析,可以进一步探讨触摸屏的性能和优化方法,为今后的研究和应用提供参考。
以上是关于触摸屏的实验报告(一)的概述和正文内容,该报告详细介绍了触摸屏的工作原理、分类、应用以及实验结果。
通过对触摸屏的深入研究和实验验证,可以为触摸屏技术的进一步发展和应用提供基础和指导。
电阻式触摸屏的工作原理
电阻式触摸屏是一种常见的触摸屏技术,其工作原理是利用两层透明导电膜之间的电阻变化来检测触摸位置。
电阻式触摸屏由上下两层透明导电膜组成,上层膜为ITO薄膜,下层膜为玻璃或PET基板上的ITO薄膜。
当手指或触控笔接触到上层膜时,上层膜和下层膜之间的电阻值会发生变化,这种变化会被控制器检测到并转换成坐标信息。
电阻式触摸屏的控制器通常采用四线或五线结构,其中四线结构包括两条X轴线和两条Y轴线,五线结构则在四线结构的基础上增加了一条接地线。
控制器通过对X轴和Y轴线的电压变化进行检测,可以确定触摸点的坐标位置。
电阻式触摸屏的优点是价格相对较低,且可以使用手指或触控笔进行操作。
但是由于其结构较为复杂,需要较高的精度和稳定性,同时也容易受到外界环境的影响,如温度、湿度等因素。
总的来说,电阻式触摸屏是一种常见的触摸屏技术,其工作原理是利用两层透明导电膜之间的电阻变化来检测触摸位置。
虽然存在一些缺点,但其价格相对较低,且可以使用手指或触控笔进行操作,因此在一些应用场景中仍然得到广泛应用。
手机触摸屏工作原理
手机触摸屏工作原理是通过感应器和触摸控制电路实现的。
感应器主要有电容式触摸屏和电阻式触摸屏两种类型。
在电容式触摸屏中,触摸面板由一层导电材料制成。
当手指触摸屏幕时,人体的电荷会影响导电材料上的电场分布。
触摸屏上的感应电极会检测到这些电荷变化,并传输给触摸控制电路进行处理。
通过计算不同电极之间的电流变化,可以确定手指触摸的位置。
而电阻式触摸屏则是由两层导电材料制成的,中间夹层有微小的空隙。
当手指触摸屏幕时,导电材料之间会发生接触,形成闭路。
触摸控制电路会通过在四个角落施加不同的电流,测量两层导电材料之间的电阻变化来确定触摸位置。
不论是电容式触摸屏还是电阻式触摸屏,触摸控制电路会将检测到的触摸事件转化为数字信号,通过特定的驱动程序进行解释,最终传送给手机系统。
手机系统根据接收到的信号确定用户的触摸操作,并做出相应的响应,如拨打电话、发送短信、打开应用等。
总结来说,手机触摸屏工作的关键是通过感应器检测用户的触摸行为,并将触摸信号转化为数字信号后传输给手机系统,实现用户操作的交互功能。
电容触摸屏的原理电容触摸屏是一种常见的触摸屏技术,广泛应用于手机、平板电脑、电脑显示屏等设备中。
它采用了一种利用电容效应的原理来实现用户输入和交互的技术。
下面我们将详细介绍电容触摸屏的原理和工作原理。
电容触摸屏是基于电容原理工作的,它由多层特殊材料和电极构成。
在电容触摸屏上,表面覆盖着一层导电性材料,通常是透明的导电材料,如ITO(氧化铟锡)膜。
在这个导电膜下面,有一层绝缘材料,比如PET(聚酯)膜。
在导电膜的四周,安装有电极,这些电极通过信号处理器和控制器与计算机或其他设备连接。
当用户触摸屏幕时,由于人体带有电荷,会在触摸位置形成一个电场。
这个电场会影响导电膜上的电荷分布,从而改变电极之间的电容。
通过检测这些电容的变化,就可以确定触摸点的位置。
电容触摸屏的工作原理主要包括静电感应和电容变化两种。
首先是静电感应。
当用户触摸屏幕时,手指会改变电容屏幕上导电膜的电荷分布。
这个变化会导致导体电极之间的电容发生变化。
计算机或其他设备会通过控制器感应这些电容的变化,并计算出触摸位置。
其次是电容变化。
与传统的电容原理相似,当用户的手指接近或触摸屏幕时,手指的电荷会与触摸屏上的电场相互作用,导致电荷的重新分布和电容的改变。
这种电容的变化可以通过相关的电路和控制器来检测和处理,从而确定用户的触摸位置。
在电容触摸屏中,常用的检测方法包括自容式和互容式两种。
自容式检测是指电容触摸屏上的每个电极都被用作发送和接收电极。
当用户触摸屏幕时,手指与电极之间形成的电荷变化会导致电容的改变。
这种电容的改变可以被感应器检测到,并通过算法计算出触摸位置。
互容式检测是指触摸屏上的发送电极和接收电极分别独立设置。
当用户触摸屏幕时,手指的电荷影响会导致发送电极和接收电极之间的电容发生改变。
这种电容的改变可以被感应器检测到,并通过算法计算出触摸位置。
电容触摸屏的优点包括灵敏度高、响应速度快、支持多点触控、外观美观等。
然而,它也存在一些缺点,比如价格较高、对环境光和温度变化敏感等。
现在都在推电容式的触摸屏,电容式的触摸屏相对于电阻屏来说贵了好些。
但相对于电容可以做出比较多的手势,交互性较好,故电容屏最近都得到了好评,最近这两年应该也应该会有个好的市场吧。
现各个电容屏的厂家都在降低成本。
我的触摸屏的项目便由此出了。
应用:CSA这个模块是cypress的按键的解决方案。
可以说比较便宜,侦测模块是它的单片机的一个部分。
整个片子听说是0.8美元吧(好像,呵呵),说点题外话。
cypress的可编程模块这个思想非常的好,强!呵呵。
利用CSA模块做一种电容屏的解决方案。
既可以降低ic的成本,又可以降低触摸屏的成本。
用csa做出的触摸屏的成本加起来就比一般普通的电容屏的成本是低了很多,据说是五分之一到四分之一吧。
可有一点致命的缺陷是有一个轴的分辨率是比较低了,呵呵,不过电容屏的手势大部分能做出来,放大,缩小,翻转90度,上翻页,下翻页,选中某些页。
这是我同事的功劳了,呵呵。
这款屏的原理是利用电阻的特性来做的1.1. CSA Sensing MethodCSA stands for CapSense with Successive Approximation. CSA is only implemented in the CY8C20x34 PSoC device family.Figure 3.CSA Configuration of CapSenseA block diagram of the CSA configuration is shown in Figure 3. CSA operates as follows: Switches SW1 and SW2 and the CapSense sensor CX form a switched capacitor network with an equivalent circuit of a resistor to ground. With the iDAC set to a calibrated level, and SW1 and SW2 switching, the average voltage on CMOD settles at a level that varies with the value of CX. Setting the iDAC to a low current level with SW2 open, the voltage on CMOD ramps up. The time for the ramp voltage on CMOD to reach VREF is an indication of the value of CX. The timer on the output of the comparator converts the ramp time to a digital value.Self-calibration of the system is accomplished through a successive approximation binary search to determine iDAC setting necessary to keep voltage on CMOD at VREF when no finger is present. Individual calibrated iDAC settings are stored for all sensors. When a finger is present, the voltage on CMOD settles at a lower voltage, requiring more time to reach the threshold voltage VREF, as shown in Figure 4. If (t2-t1) is long enough, the sensor state is in Finger-Present state, otherwise the button is in the Finger-Absent state.An internal capacitor, programmable up to 100 pF, can be used for CMOD, but a larger external capacitor improves performance: 1000 pF for buttons and sliders and 10 nF forproximity sensors. Series resistors, 560 ohms, are recommended in-line with all CapSense inputs to improve RF immunity.Figure 4. CSA Waveform Changes With Finger Absent/Present电容式触摸感应开关,不像裸露在外的按钮和开关那样容易受到环境磨损的影响,也不需要像机械那样需要预留机械部件运动的空间,因此它不仅在外观上使得产品更漂亮,而且增强了用户体验,同时也延长了设备的使用寿命。
触摸屏的基本原理是,用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触控屏时,所触摸的位置(以坐标形式)由触摸屏控制器检测,并通过接口(如RS-232串行口)送到CPU,从而确定输入的信息。
触摸屏系统一般包括触摸屏控制器(卡)和触摸检测装置两个部分。
其中,触控屏控制器(卡)的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给CPU,它同时能接收CPU发来的命令并加以执行:触摸检测装置一般安装在显示器的前端,主要作用是检测用户的触摸位置,并传送给触控屏控制卡。
1.电阻触摸屏(电阻式触摸屏工作原理图)
电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面相匹配的多层复合薄膜,由一层玻璃或有机玻璃作为基层,表面涂有一层透明的导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的内表面也涂有一层透明导电层,在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。
当手指触摸屏幕时,平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触,因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场,使得侦测层的电压由零变为非零,这种接通状态被控制器侦测到后,进行A/D转换,并将得到的电压值与5V相比即可得到触摸点的Y 轴坐标,同理得出X轴的坐标,这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。
电阻类触摸屏的关键在于材料科技。
电阻屏根据引出线数多少,分为四线、五线、六线等多线电阻触摸屏。
电阻式触摸屏在强化玻璃表面分别涂上两层OTI透明氧化金属导电层,最外面的一层OTI涂层作为导电体,第二层OTI则经过精密的网络附上横竖两个方向的+5V至0V的电压场,两层OTI之间以细小的透明隔离点隔开。
当手指接触屏幕时,两层OTI导电层就会出现一个接触点,电脑同时检测电压及电流,计算出触摸的位置,反应速度为10-20ms。
五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料,外导电层由于频繁触摸,使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命,但是工艺成本较为高昂。
镍金导电层虽然延展性好,但是只能作透明导体,不适合作为电阻触控屏的工作面,因为它导电率高,而且金属不易做到厚度非常均匀,不宜作电压分布层,只能作为探层。
电阻触摸屏是一种对外界完全隔离的工作环境,不怕灰尘和水汽,它可以用任何物体来触摸,可以用来写字画画,比较适合工业控制领域及办公室内有限人的使用。
电阻触摸屏共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料,不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个触控屏而导致报废。
不过,在限度之内,划伤只会伤及外导电层,外导电层的划伤对于五线电阻触摸屏来说没有关系,而对四线电阻触摸屏来说是致命的。
2.电容技术触摸屏:
是利用人体的电流感应进行工作的。
电容式触摸屏是是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO,最外层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极,内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。
当手指触摸在金属层上时,由于人体电场,用户和触控屏表面形成以一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电流。
这个电流分从触控屏的四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置。
电容触控屏的特点:
■ 对大多数的环境污染物有抗力。
■ 人体成为线路的一部分,因而漂移现象比较严重。
■ 带手套不起作用。
■ 需经常校准。
■ 不适用于金属机柜。
■ 当外界有电感和磁感的时候,会使触摸屏失灵。
3.红外触摸屏(红外线式触摸屏工作原理图)
红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。
红外触控屏在显示器的前面安装一个电路板外框,电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管,一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。
用户在触控屏幕时,手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线,因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。
任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触控屏操作。
红外触控屏不受电流、电压和静电干扰,适宜恶劣的环境条件,红外线技术是触控屏产品最终的发展趋势。
采用声学和其它材料学技术的触屏都有其难以逾越的屏障,如单一传感器的受损、老化,触摸界面怕受污染、破坏性使用,维护繁杂等等问题。
红外线触控屏只要真正实现了高稳定性能和高分辨率,必将替代其它技术产品而成为触控屏市场主流。
过去的红外触摸屏的分辨率由框架中的红外对管数目决定,因此分辨率较低,市场上主要国内产品为32x32、40X32,另外还有说红外屏对光照环境因素比较敏感,在光照变化较大时会误判甚至死机。
这些正是国外非红外触摸屏的国内代理商销售宣传的红外屏的弱点。
而最新的技术第五代红外屏的分辨率取决于红外对管数目、扫描频率以及差值算法,分辨率已经达到了1000X720,至于说红外屏在光照条件下不稳定,从第二代红外触摸屏开始,就已经较好的克服了抗光干扰这个弱点。
第五代红外线触摸屏是全新一代的智能技术产品,它实现了1000*720高分辨率、多层次自调节和自恢复的硬件适应能力和高度智能化的判别识别,可长时间在各种恶劣环境下任意使用。
并且可针对用户定制扩充功能,如网络控制、声感应、人体接近感应、用户软件加密保护、红外数据传输等。
原来媒体宣传的红外触摸屏另外一个主要缺点是抗暴性差,其实红外屏完全可以选用任何客户认为满意的防暴玻璃而不会增加太多的成本和影响使用性能,这是其他的触摸屏所无法效仿的。
4.表面声波触摸屏(表面声波触摸屏工作原理图)
以右下角的X-轴发射换能器为例:发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递,然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递,声波能量经过屏体表面,再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器,接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。
当发射换能器发射一个窄脉冲后,声波能量历经不同途径到达接收换能器,走最右边的最早到达,走最左边的最晚到达,早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号,不难看出,接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量,它们在Y轴走过的路程是相同的,但在X轴上,最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。
因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置,也就是X轴坐标。
发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候,接收信号的波形与参照波形完全一样。
当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触控屏幕时,X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收,反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。
接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口,计算缺口位置即得触摸坐标控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。
之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。
除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外,表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标,也就是能感知用户触摸压力大小值。
其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。
三轴一旦确定,控制器就把它们传给主机.。